Наночастицы из растительных вирусов — новый союзник фермеров в борьбе с вредителями
Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали наночастицы на основе растительных вирусов, способные доставлять молекулы пестицидов на ранее недоступную глубину почвы. Это может помочь эффективно бороться с паразитическими нематодами, поражающими корневую зону культур, минимизируя затраты, использование пестицидов и токсичность для окружающей среды.
Проблема и решение
- Борьба с нематодами сложна, потому что применяемые против них пестициды задерживаются в верхних слоях почвы и не достигают корневой зоны.
- Фермеры вынуждены использовать избыточное количество пестицидов и воды, что ведет к загрязнению почвы и грунтовых вод.
- Команда под руководством профессора Николь Штайнмец создала наночастицы для целевой доставки пестицидов точно в зону поражения, адаптировав подходы из наномедицины.
Технология
- Основой наночастиц стал вирус табачной мозаики (tobacco mild green mosaic virus), легко перемещающийся в почве.
- Вирусные наночастицы были сделаны неинфекционными для растений путем удаления их РНК.
- Пестициды заключаются внутрь наночастиц с помощью простого одногоршкового синтеза (смешивание с раствором пестицида, нагрев), что сохраняет их исходную химическую структуру.
Преимущества
- Экономичность и масштабируемость метода.
- Не создается новое химическое соединение, так как пестицид инкапсулируется, а не пришивается к частице. Это может ускорить выход на рынок, не требуя новых длительных регистраций.
- Используемый вирус уже одобрен Агентством по охране окружающей среды (EPA) в качестве гербицида.
Результаты испытаний
В лабораторных экспериментах наночастицы, политые через колонны с почвой, успешно транспортировали пестициды на глубину не менее 10 сантиметров. Собранные растворы с наночастицами уничтожили не менее половины популяции нематод в чашке Петри.
Перспективы
- Следующий этап — испытания наночастиц на реальных зараженных растениях в сотрудничестве с U.S. Horticultural Research Laboratory.
- Запланировано промышленное партнерство для коммерциализации технологии.
Исследование опубликовано в журнале Nano Letters.